Toll подобные рецепторы и первичное распознавание патогена
advertisement
Иммунопатология, аллергология, инфектология Immunopathology, allergology, infectology 2012, №2:615 ИММУНОДЕРМАТОЛОГИЯ, ИНФЕКТОЛОГИЯ Tollподобные рецепторы и первичное распознавание патогена при дерматозах инфекционной и неинфекционной этиологии Е.В. Сорокина Институт аллергологии и клинической иммунологии, Москва, Россия Tolllike receptors and primary pathogen recognition in infectious and non infectious cutaneous pathology E.V. Sorokina Institute of Allergology and Immunology, Moscow, Russia Аннотация Summary Толлподобные рецепторы (TLRs) являются классом кон сервативных рецепторов, которые распознают патогенас социированные микробные структуры. Эти рецепторы также экспрессируются на клетках кожи, в том числе ке ратиноцитах, меланоцитах и клетках Лангерганса. В обзо ре дискутируется роль TLRs в кожных защитных меха низмах хозяина против множества микроорганизмов, включая бактерии, грибы и вирусы, а также участие TLRs в патогенезе кожных заболеваний. Tolllike receptors (TLRs) are a class of conserved receptors that recognize pathogenassociated molecular patterns (PAMPs) present in microbes. Of dermatological interest, these receptors are expressed on several skin cells including keratinocytes, melanocytes, and Langerhans cells. In addition, the role of TLRs in cutaneous host defense mechanisms against a variety of microorganisms, including bacteria, fungi, and viruses, as well as the involvement of TLRs in the pathogenesis of certain skin diseases will be discussed in review. Ключевые слова Key words Толлподобные рецепторы, кожные заболевания. Tolllike receptors, skin diseases, psoriasis, Staphylococcus, Candida, Lyme disease, leprosy Система врожденного распознавания, сфор мированная в процессе эволюции позвоночных, реализуется с помощью клетокэффекторов, участвующих в первой линии защиты от всех антигенночужеродных соединений. К ним от носят следующие типы: эпителиальные клетки, макрофаги, дендритные клетки, гранулоциты, тучные клетки, NKклетки и др. Данные эффек торы обладают фагоцитарной и киллерной ак тивностью, обеспечивают сеть сигналов, акти вирующих и направляющих антигенспецифи ческий ответ клетками адаптивной иммунной системы. Эти клетки служат мостиком между патогенассоциироваными молекулярными структурами (PAMPs) и антигенспецифически ми клетками адаптивного иммунного ответа, транслируют сигналы специфических наслед ственно закодированных рецепторов (PRRs) в растворимые медиаторы, которые связываются с Т и Вклетками через специфические цито кин/хемокиновые рецепторы. Одним из ключе вых по значимости событий является синтез комплекса провоспалительных цитокинов, сти мулирующих большинство этапов воспаления и обеспечивающих активацию различных ти пов клеток, участвующих в поддержании и ре гуляции воспаления. Из нескольких функцио нально различных классов PRRs наиболее хоро шо охарактеризованы Tollподобные рецепто ры (TLRs), относящиеся к сигнальным PRRs и являющиеся важным компонентом врожден ной иммунной системы. Многочисленные экс периментальные исследования, а также накап ливающиеся результаты из клинической прак 6 acne, Immunopathology, Allergology, Infectology 2012 N°2 Иммунодерматология, инфектология: Toll'подобные рецепторы и первичное распознавание патогена при дерматозах... тики убедительно свидетельствуют о ключевой роли Tollподобных рецепторов в патогенезе иммунопатологических заболеваний [1,2,3]. TLRs экспрессируются на клетках, осуществля ющих первую линию защиты нейтрофилах, макрофагах, дендритных клетах, эндотелиаль ных и эпителиальных клетках слизистых. Акти вация клеток после взаимодействия PAMP с TLR приводит к последовательным этапам раз вития воспалительной реакции, являющейся основным механизмом реализации врожденно го иммунитета. Связывание лигандов с TLRs ве дет к быстрому формированию мембранно проксимальных сигнализирующих комплексов, состоящих из TLRцитоплазматического доме на, адаптерного белка MyD88, сериновой/трео ниновой киназы IRAK (необходимых для TLR сигналов) и индукции быстрого иммунного от вета, необходимого для киллинга патогена. Од ним из ключевых по значимости событий явля ется синтез комплекса провоспалительных ци токинов, стимулирующих большинство этапов воспаления и обеспечивающих активацию раз личных типов клеток, участвующих в поддер жании и регуляции воспаления. В настоящее время у человека известно около 23 членов се мейства TLRs. Хорошо охарактеризованными на сегодняшний день являются TLR1 TLR9.[4,5,6,7,8]. [Таблица 1] В последние годы все больше сведений ука зывает на роль микробных факторов в реализа ции аллергопатологии у лиц с генетической к ней предрасположенностью. Известно, что микробная инфекция может оказывать в од них случаях предупреждающую, а в других провоцирующую роль в патогенезе аллергопа тологии. Изучение процесса формирования от вета врожденной иммунной системой и его способности активировать адаптивные меха низмы поможет распознать тактику микро организмов, позволяющую ускользать от им мунологическго надзора. Исследования TLRs при кожных заболева ниях носят фрагментарный характер. В зару бежной литературе имеются статьи обзорно го характера, посвященные исследованиям TLRs и цитокинов при некоторых дерматозах, а также изучению функции плазмацитоид ных дендритных клеток при аутоиммунной патологии и онкологических заболеваниях актиническом кератозе, меланоме, базально клеточной карциноме [9,10,11,12]. TLRs играют ключевую роль в детекции вторгающихся патогенов в коже и иницируют кожный иммунный ответ. В эпидермисе эти ре цепторы экспрессируются в том числе на кера тиноцитах и клетках Лангерганса. TLRs были идентифицированы на эпителиальных клетках, что указывает на их участие в формировании эпителиального антимикробного барьера [13]. Первый барьер при проникновении экзоген ных патогенов в человеческой коже представля ют кератиноциты, которые формируют резис тентность к инфекции благодаря функциони рованию осуществляемых ими иммунных меха низмов, таких как продукция антимикробных пептидов подсемейства человеческих bдефен зинов, регуляция функций которых осуществ ляется воспалительными и инфекционными стимулами: TNFa, IL1, бактериальным липо полисахаридом, или бактериями, в том числе кожным комменсалом St. epidermidis. Изучение экспрессии TLRs в эпидермисе и культуре кера тиноцитов показало, что TLR2 является специ фическим рецептором для S. aureus и индуци рует TLR2опосредованные сигналы. На челове Таблица 1. Распознавание молекулярных структур патогенов Tollподобными рецепторами PRRs (TLRs) Лиганды (PAMPs) TLR1/ TLR2 TLR2 Триацилированные липопептиды Липопротеины, липотейхоевые кислоты, гликолипиды, модулин, липоарабиноманнан, GP1связанные белки, цитомегаловирус Диацилированные липопептиды, зимозан Двуспиральная РНК Липополисахарид Флагеллин Имидазольные соединения Неметилированные CpGмотивы олигонуклеотидов TLR2/6 TLR3 TLR4 TLR5 TLR7 и TLR8 TLR9 Иммунопатология, Аллергология, Инфектология 2012 N°2 7 Е.В. Сорокина ческих кератиноцитах была отмечена выра женная экспрессия TLR1 и TLR2, которые, как известно, распознают компоненты клеточной стенки бактерий [14,15]. Mempel et al показали стимуляцию кератиноцитов патогеном S. aureus, что привело к транслокации ядерного транскрипционного фактора NFkB, последую щему повышению продукции IL8 и iNOS и бы строму протективному ответу. Этот воспали тельный ответ был зависим от TLR2. Дисфунк ция в TLR2 сигналах является причиной стафи лококковой персистенции у пациентов с аллер годерматозами в результате нарушения индук ции антимикробных пептидов на примере бет тадефензина2. Показано, что TLR2 распозна ет различные компоненты S. aureus, включая пептидогликан и липопептиды. В недавнем ис следовании продемонстрировано, что TLR2 в человеческих кератиноцитах способствовали регуляции бетадефензина 3(hBD3), который имел потенциальную микробицидную актив ность против S. aureus [16,17,18,19,20]. Таким образом, на примере пациентов с пиодермия ми, вызванными S. aureus, показано, что дис функции в системе TLRs, особенно TLR2, час тично объясняют хронизацию и рецидивиро вание инфекции в результате нарушения коопе рации клеток врожденного и как следствие адаптивного иммунитета. Ряд исследований, посвященных изучению роли TLRs при аллергодерматозах, проводился на примере атопического дерматита. Значи тельное влияние на течение атопического дер матита оказывает колонизация кожи больных различными патогенными и условнопатоген ными микроорганизмами. Часто течение забо левания осложняется инфекцией, вызванной S.aureus, Candida и инфекцией, вызванной Herpes simplex virus. Пептидогликан клеточной стенки S. aureus при колонизации этим микро бом кожи больных атопическим дерматитом индуцирует продукцию кератиноцитами в очагах поражения медиаторов воспаления и цитокинов, включая GMCSF [21]. Изучение экспрессии TLRs в эпидермисе и культуре кера тиноцитов показало, что TLR2 является специ фическим рецептором для S. aureus. Дисфунк ция в TLR2 сигналах является причиной стафи лококковой персистенции у пациентов с аллер годерматозами в результате нарушения индук ции антимикробных пептидов на примере бет тадефензина2. Подобно другим аллергичес ким заболеваниям, патофизиология атопичес кого дерматита вовлекает Th2 тип иммунного 8 ответа в коже. Когда активируются Th2клетки, продукция провоспалительных цитокинов и хемокинов поддерживает персистенцию воспа ления. При атопическом дерматите цитокины ИЛ5, ИЛ13 и TNFa, ИЛ17, а также ИЛ31, кото рый экспрессируется прежде всего в коже в Th2 клетках, возможно играют ведущую роль в раз витии воспаления, следующим за кожной экспо зицией антигенов [22]. Недавние исследования показали, что у пациентов, страдающих одно временно атопическим дерматитом и герпети ческой экземой, наблюдается значительно бо лее низкая продукция антимикробных пепти дов, особенно семейства кателицидинов, в кера тиноцитах по сравнению с неосложненными формами атопического дерматита, а у катели цидин дефицитных мышей показан высокий уровень репликации вируса простого герпеса 2 типа [23,24]. Кателицидины ингибируют функ цию гиалуронана полимера гликозаминогли канов, являющегося эндогенным лигандом для TLR4 и TLR2 и оказывают противовоспалитель ную активность in vitro и in vivo, способствуя уменьшению высвобождения цитокинов в мак рофагах, а дефицит кателицидинов способству ют хронизации аллергического дерматита [25]. Мутации в гене R753Q TLR2 коррелировали с наиболее тяжелым течением атопического дер матита, высокими уровнями IgE и большей подверженностью колонизации золотистым стафилококком [26]. Недавние исследования идентифицировали полиморфизм в TLRs у па циентов с атопическим дерматитом. В одном исследовании выявлена ассоциация полимор физма в TLR2 (R753Q) с тяжелой инфекцией, вызванной S. aureus. У больных атопическим дерматитом выявлено значительное ослабление в TLR2опосредованной продукции провоспа лительных цитокинов моноцитами перифери ческой крови [27,28,29]. Ослабление функции TLRs при атопическом дерматите может спо собствовать повышению чувствительности к бактериальной и вирусной инфекции, распрос транению высыпаний и тем самым играть роль в патогенезе заболевания [30]. Важную роль в реализации врожденного иммунитета наряду с цитокинами играет семей ство антимикробных пептидов, которые, как известно, служат первичной защитой от пато генов, действуя как эндогенные природные ан тибиотики, выполняя функцию киллинга мик робов, и как сигнальные молекулы, вызываю щие активацию иммунных клеток. К ним отно сят дефензины, кателицидины и дермцидин. Immunopathology, Allergology, Infectology 2012 N°2 Иммунодерматология, инфектология: Toll'подобные рецепторы и первичное распознавание патогена при дерматозах... Однако кожа человека экспрессирует много молекул ингибиторов протеаз, хемокинов, нейропептидов, обладающих высокой анти микробной активностью. При сравнительном анализе уровней антимикробных пептидов в здоровой коже, при атопическом дерматите и псориазе, в очагах атопического дерматита на блюдались более низкие уровни экспрессии, особенно была снижена продукция 2х анти микробных пептидов LL37 и бетадефензина 2. У больных атопическим дерматитом также наблюдалось снижение экспрессии дефензинов hBD2 и hBD3, а Th2 цитокины IL4 и IL13 супрессировали индукцию hBD2 и hBD3 mRNA туморнекротическим фактором TNFa в кератиноцитах [34,35]. Гипотетически дис функция в TLR2 сигналах у пациентов с атопи ческим дерматитом может являтся причиной рецидивов стафилококковой инфекции. Не смотря на то, что точная роль TLRs в патофи зиологии атопического дерматита не оконча тельно ясна и находится в стадии изучения, зна чение дисфункции TLR2 в патогенезе этого дерматоза очевидна [36]. Активация же TLR2 сигналов способствовала индукции бетадефен зина, способствуя нормализации уровней анти микробных пептидов. Показано, что примене ние агонистов TLR2 при атопическом дермати те может напрямую стимулировать Тклетки, NKклетки и дендритные клетки к продукции ИФНg. Потеря этого эффекта у TLR2/ мы шей может способствовать их нежелательному Th1ответу кожной чувствительности. При дли тельном хроническом течении атопического дерматита в очагах наблюдается гиперэкспрес сия IFNg и это по мнению авторов может сви детельствовать о его важной роли в апоптозе кератиноцитов и пролонгировании кожного воспаления [37]. Howell и соавторы показали повышение экспрессии гена IL10 в очагах ато пического дерматита, а применение в терапии атопического дерматита кожных эксплантов с антиИЛ10 стимулировало экспрессию анти микробных пептидов дефензина hBD2 и кате лицидина LL37 [38]. Кератиноциты в неповрежденой коже слу жат барьерными клетками, строго говоря не относящимися к иммунной системе. Однако под влиянием повреждения и действия микро организмов и их продуктов, а затем цитокинов, они активизируются, экспрессируют молекулы адгезии и начинают выделять цитокины, служа щие пусковыми факторами и медиаторами им мунных реакций в коже. Чрезмерная актива ция Th2клеток, поддерживаемая TLRs, может привести к перевесу провоспалительных цито кинов и инициации развития хронического воспаления и аутоиммунных заболеваний. При изучении экспрессии TLRs при псориазе полу ченные результаты носят противоречивый ха рактер. В отличие от атопического дерматита, псориаз ассоциируется с Th1цитокиновым профилем и в последнее время с Th17 цитоки новым профилем [39,40]. В патогенезе псориаза определенную роль играет микробный фактор, осложняя течение заболевания. При исследовании биопсийных фрагментов неповрежденной кожи у больных псориазом и нормальной неизмененной кожи здоровых доноров было продемонстрировано, что нормальные кератиноциты экспрессируют TLR1,TLR2 и TLR5 во всех слоях эпидермиса, но более выраженная экспрессия наблюдалась в базальных кератиноцитах. Отмечено, что в псориатических очагах экспрессия TLR2 была значительно выше в верхних слоях эпидермиса, а экспрессия TLR5 снижена в базальных керати ноцитах [41]. Однако ряд исследований пока зал, что базальные кератиноциты в псориати ческих очагах диффузно и в больших количе ствах экспрессируют TLR1, TLR2, TLR4, TLR5 и TLR9.[42,43,44,45]. Известно, что псориатичес кие высыпания в отличие от атопического дер матита высоко резистентны к суперинфекции патогенными бактериями, такими как S. aureus [3]. Это частично объясняется выявленной в недавнем исследовании у больных псориазом высокой экспрессией и активностью антимик робных пептидов, в том числе кателицидина LL37 пептида, изолированного из очагов пора жения и образующего комплексы с человечес кой ДНК, активирующего плазмацитоидные дендритные клетки [17,22,41]. LL37/selfDNA комплексы в псориатических высыпаниях спо собствует повышению продукции IFNg вслед ствии активации TLR9 на плазмоцитоидных дендритных клетках, что впоследствии активи рует Тклеточный ответ, который, вероятно, может лежать в основе кожного воспаления при псориазе [35,46,47]. Кроме того, выявлена высокая экспрессия кератиноцитами в псориа тических высыпаниях белков теплового шока HSPs, которые могут стимулировать секрецию TLR4 на антигенпрезентирующих клетках, глав ным образом клетках Лангерганса, играя глав ную роль в созревании и секреции TNFa и ИЛ 12 и участвуя таким образом в иммунопатоло гии псориаза [43]. Miller и соавторы продемон Иммунопатология, Аллергология, Инфектология 2012 N°2 9 Е.В. Сорокина стрировали, что в псориатических высыпаниях и заживающих ранах уровень ростового фак тора TGFa кератиноцитов был повышенным, что приводило к усилению экспрессии TLR5 и TLR9 и TLRзависимой продукции провоспали тельных цитокинов, в том числе ИЛ8 и бетта дефензинов [20,44]. Однако, в ряде исследова ний показано, что при псориазе супрессия реак ций гиперчувствительности может быть вызва на нарушением созревания дендритных клеток и снижением высвобождения провоспалитель ных цитокинов в дендритных клетках вслед ствие ингибирования функций TLR4 высокими уровнями кателицидина LL37 в очагах [38,48,49,50]. Липофильные грибы Malassezia furfur задействованы в развитии псориатичес ких поражений волосистой части головы. Чело веческие кератиноциты, инфицированные M. furfur, регулируют TLR2, MyD88, HBD2, HBD3 и IL8 mRNA, повышая экспрессию генов HBD 2 и IL8. Ингибирование экспрессии генов HBD2 и IL8 осуществляется антиTLR2 нейт рализующими антителами [51]. Хорошо известно, что Propionibacterium acne является ключевой бактерией в развитии акне. Пептидогликан граммпозитивной бактерии P. acne является экзогенным лигандом для TLR2 и действует как один из сигнальных корецепто ров для CD14. Kim и соавторы в исследовании бипсийного материала из очагов у больных акне выявили, что TLR2 обильно экспрессиро вался на перифолликулярных и перибульбар ных макрофагах, и концентрация TLR2несу щих клеток и экспрессия in vivo TLR2 и TLR4 в эпидермисе повышалась с эволюцией высыпа ний. Грамположительный микроб P. acnes, ин дуцируя секрецию провоспалительных цитоки нов ИЛ6, ИЛ8, ИЛ12 способствует воспале нию при акне, а воспалительный ответ индуци руется TLR2 [52]. В последних исследованиях выявлено, что ретиноиды, используемые для те рапии акне, могут снижать TLR2 сигналы на моноцитах и уменьшают воспалительную реак цию в очагах. В иннициации иммунного отве та против патогенов P. acnes наряду с M. Tuberculosis, которые по некоторым данным иг рают решающую роль в развитии саркоидоза, большая роль отводится TLR 2. Гены TLR2 были генотипированы у 419 больных саркоидо зом и 196 здоровых лиц, составивших группу контроля. После стимуляции in vitro мононук леарных клеток периферической крови различ ными агонистами TLR2 наблюдалась корреля ция между индукцией TNFa, IL12 и IL6. По 10 казано, что у пациентов саркоидозом наблюда ется полиморфизм в TLR2. Это имеет функци ональное значение, объясняя частично разли чия в цитокиновых профилях, наблюдающиеся при различных клинических формах этого за болевания. В данном исследовании показано, что активация TLR2 приводит к продукции провоспалительных цитокинов и регуляции в сторону активации костимулирующих молекул и антигенной презентации, таким образом ве дет к активации в последующем адаптивного иммунного ответа. TLR2 распознают микроб ные компоненты P. acnes и M. tuberculosis, и пред ставляют интерес в постулировании роли изме нения врожденного иммунного ответа в патоге незе заболевания [53]. При изучении генотипа 1203 пациентов с саркоидозом была отмечена взаимосвязь между саркоидозом и маркерами TLR4 гена локуса на хромосоме 9q [54]. Исследования, посвященные изучению осо бенностей иммунного ответа при кандидозе кожи и слизистых показал, что TLR2 и TLR4 не только могут узнавать компоненты Candida albicans, но также играть роль в антимикробной активности кератиноцитов против C. Albicans [54]. В культуре кератиноцитов C. albicans или убитая M. tuberculosis, стимулируя экспрессию TLRs, сильно индуцировали ядерный транс крипционный фактор Nf kB, играющий глав ную роль в продукции антимикробных иммун ных медиаторов посредством включения сигна лами от TLRs адаптерного белка MyD88 и тем самым способствовали быстрому протективно му ответу на патоген. Ряд исследований продемонстрировали роль TLRs в патогенезе Лаймборрелиоза. Липопро теины боррелий, в частности OspA, являются потенциальными активаторами воспалитель ной реакции за счет связывания с CD14 и TLR2 на макрофагах [55,56,57]. В результате этого происходит индукция секреции макрофаг опосредованных провоспалительных цитоки нов рецепторами TLR2, TLR6, TLR1/2, TLR5, TLR9. Димеры рецепторов TLR2/TLR6, TLR2/ TLR1 через распознавание триацилированых липопротеинов, таких, как Borrelia burgdorferi OspA, флагеллина, пептидогликанов и зимозана, участвуют в активации ядерного транскрипци онного фактора NfkB. Salazar и соавторы в ре зультате исследования периферической крови и аспиратов у пациентов с мигрирующей эрите мой АфцелиусаЛипшутца обнаружили высо кую экспрессию TLR2, TLR1 и TLR4 на поверх ности моноцитов, макрофагов, моноцитоид Immunopathology, Allergology, Infectology 2012 N°2 Иммунодерматология, инфектология: Toll'подобные рецепторы и первичное распознавание патогена при дерматозах... ных и плазмоцитоидных дендритных клеток, а также в очагах мигрирующей эритемы. Выра женность симптомов, в том числе интенсив ность зуда коррелировали с сывороточными уровнями IL6 и IFNгамма и уровень сыворо точных цитокинов у пациентов с диссеминиро ванными высыпаниями и наличием общих сим птомов были существенно выше, чем у боль ных с изолированными проявлениями в виде очага мигрирующей эритемы. Авторы отмети ли повышение поверхностной экспрессии TLR1,2 и 4 нейтрофилами, макрофагами и ДК в кожных инфильтратах МЭ. При развитии миг рирующей эритемы АфцелиусаЛипшутца продукция флагеллина способствует выражен ной экспрессии TLR5 и усилению функциональ ной активности TLR5 на человеческих керати ноцитах [58]. Димеризуясь с TLR1, рецептор TLR2 распознает триацилированые липопроте ины, такие, как Borrelia burgdorferi OspA. В изо лятах человеческих моноцитов живая B. burgdorferi индуцировала выраженную экспрес сию TLRs и продукцию про и противовоспали тельных цитокинов (TNFa, IL6, IL10 и IL1b), эпителиального ИЛ8, а также ИФНg. В свою очередь трансформирующий ростовой фак торb (TGFb) в комбинации с IL6, может ин дуцировать синтез провоспалительных цитоки нов, таких как IL1b и TNFa. [59,60,61,62]. Предполагают, что OspA может участвовать в запуске аутоиммунного воспаления и провоци ровать развитие Лаймартрита через диффе ренциацию Th клеток, которые экспрессируют IL17. В эксперименте на B. burgdorferiвакци нированных мышах также было показано, что IL17 играет ключевую роль в развитии артри та. Более того, IL17 может стимулировать фибробласты и синовиоциты к продукции про воспалительных цитокинов, включая IL6. Дан ный цитокин может в свою очередь стимулиро вать дополнительную TGFbопосредованную Th17клеточную пролиферацию до тех пор, пока концентрация инфекционного агента не снизится до значений, неэффективных для ин дуцирования дальнейшего воспаления. Индук ция IL17 в зоне мигрирующей эритемы приво дит к уменьшению количества положительных эпидермальных клеток Лангерганса (CD1a), обеспечивающих «захват» боррелий на ранних стадиях инфекции, способствуя тем самым хронизации инфекционного процесса [63,64]. Нарушения в системе TLRs снижают способ ность к распознаванию соответствующих ли гандов или к проведению внутриклеточных сиг налов, что приводит к менее выраженной ак тивации клеток при встрече с патогенами, что может находить отражение в нарушении антителообразования. У мышей, дефицитных по TLR2 или TLR1 отмечались низкие уровни антител к OspA после вакцинации, что может свидетельствовать о нарушении кооперации и функционирования клеток адаптивного иммунитета [65]. Проведенные исследования отдельных факторов иммунитета при Лаймборрелиозе указывают на значение дисфункций TLRs в иммунопатогенезе заболевания, но не дают полного представления о состоянии иммун ной системы у этих больных, указывая на не обходимость подробного поэтапного иссле дования всех звеньев иммунной системы с це лью выявления особенностей иммунологи ческих нарушений у больных мигрирующей эритемой АфцелиусаЛипшутца. Вероятно, это позволит провести корреляцию между ха рактером, степенью иммунологических дефек тов и течением болезни; а своевременное назна чение иммунокорригирующей терапии, на правленной на нормализацию процессов коо перации и функционирования клеток иммун ной системы, позволит снизить степень хрони зации инфекционного процесса. Исследования, проведенные при лепре, про демонстрировали различия в экспрессии в зави симости от клинических форм заболевания. В исследованиях in vitro, проведенных Krutzik и соавторами обнаружено, что липопротеины M. leprae медиируют клеточную активацию TLR2/ 1 [66]. PAMPs от микобактерий способны изме нять экспрессию уровней генов TLRs, таких как TLR2 и TLR4 . Окрашивание биоптатов кожи из очагов поражений выявило, что у пациентов с туберкулоидной формой заболевания, которая характеризуется локализованной инфекцией, гранулематозными поражениями, редким об наружением бактерий в очагах при гистологи ческом исследовании и ассоциируется с Th1 типом клеточноопосредованного иммунного ответа и экспрессией цитокинов Th1 типа, наи более сильно экспрессируются TLR2 и TLR1. Напротив, лепроматозная форма имеет мно жество различных кожных проявлений, при ги стологическом исследовании которых легко обнаруживается M. leprae и ассоциируется с Th 2 типом антителоопосредованного иммунного ответа. При лепроматозной форме в очагах до минируют цитокины Th2 типа, редуцируя уровни экспрессии TLR2. Это бесспорное дока Иммунопатология, Аллергология, Инфектология 2012 N°2 11 Е.В. Сорокина зательство того, что TLRs вовлечены в иммун ный ответ при данном заболевании. Кроме того, другие исследования продемонстрирова ли, что TLR2 индуцируют апоптоз шванновс ких клеток, который может способствовать по вреждению нервной ткани у пациентов с леп рой. Однако, лица с полиморфизмом в TLR2 и нарушением функций TLR2 демонстрируют высокую подверженность развитию лепрома тозных форм заболевания, характеризующих ся распространенностью и многоочаговостью патологического процесса. В особенности лей коциты периферической крови, изолирован ные от пациентов с подобным полиморфиз мом, демонстрируют снижение уровней TNFa и Th1 цитокинов (в том числе IL2, IL12, и IFNg) и повышение уровней IL10 по сравнению с ли цами без полиморфизма в TLR2 [67]. Таким образом, показано, что TLR2 играет важную роль в защите хозяина против M. leprae, но ги перэкспрессия рецептора может также способ ствовать развитию поражения нервных окон чаний в очагах посредством повышения апоп тоза шванновских клеток. Экспериментальное исследование продемон стрировало, что дефицит TLR3 способствовал распространению инфекции, вызванной Herpes simplex virus (HSV) из кератиноцитов к крани альным нервам, что привело в результате к по вышению риска развития энцефалита ВПГ этиологии. В культуральном исследовании по казано, что детекция гликопротеинов HSV и HSV dsDNA происходит с участием TLR2 и TLR9, что стимулирует продукцию провоспали тельных цитокинов. При опоясывающем герпе се varicella zoster virus (VZV) активирует TLR2,3,9 к индукции продукции провоспали тельных цитокинов и активации в коже врож денного иммунного ответа против вирусной инфекции [68,69,70,71]. Таким образом, в литературе накапливают ся данные о том, что TLRs и их лиганды не толь ко обеспечивают противоинфекционную за щиту, но и, способствуя развитию воспалитель ного ответа, играют немаловажную роль в пато генезе аутоиммунных болезней. TLRs вовлечены в патогенез всех описанных выше кожных бо лезней, таких как Лаймборрелиоз, псориаз, атопический дерматит и акне. В ходе ряда иссле дований показано, что микробные TLR лиган ды провоцируют развитие аутоиммунного за болевания в экспериментальной модели артри та, аллергического энцефаломиелита, миокар дита, диабета и атеросклероза. С другой сторо 12 ны, для быстрого протективного ответа при инфекционных кожных заболеваниях на при мере Лаймборрелиоза, инфекции, вызванной S.aureus, ВПГ и ВВЗ, при лепре, туберкулезе не обходимы высокие уровни экспрессии TLR2,1,6,4,5. TLR2 распознают микробные компоненты P. acnes и M. Tuberculosis, и пред ставляют интерес в постулировании роли изме нения врожденного иммунного ответа в патоге незе кожных заболеваний инфекционной пато логии. TLR2 и TLR4 не только могут узнавать компоненты C. albicans, но также играть роль в антимикробной активности кератиноцитов против C. albicans. Недостаточность экспрессии или нарушение функций TLR2 или TLR1 может приводить к нарушению антителообразования у больных Лаймборрелиозом. P.acnes при акне, Candida alb., вирус простого герпеса и вирус ветряной оспы вызывают экспрессию TLR2, TLR9, TLR4, повышают продукцию провоспали тельных цитокинов ИЛ6, ИЛ8, ИЛ12 и анти микробную активность кератиноцитов. При лепре пациенты с полиморфизмом в TLR2 и на рушением функций TLR2 высоко подвержены развитию лепроматозных форм заболевания, характеризующихся распространенностью и многоочаговостью патологического процесса. При псориазе наблюдается высокая экспрес сия и активность антимикробных пептидов, что ингибирует функцию TLR4 на дендритных клетках и ведет к нарушению созревания денд ритных клеток и высвобождения провоспали тельных цитокинов, супрессируя тем самым ре акции гиперчувствительности и подавляя вос паление. С другой стороны, высокая экспрессия антимикробных пептидов опосредованно через TLR9 вызывает высвобождение ИФНальфа из дендритных клеток, что способствует продук ции Th1профиля цитокинов и вероятно под держивает кожное воспаление при псориазе. Высокая экспрессия белков теплового шока также вызывает повышение секреции TLR4, главным образом на клетках Лангерганса, и как следствие повышение секреции TNFa и ИЛ 12, участвуя в иммунопатологии псориаза. Та ким образом, повышенная экспрессия TLR4 и TLR9 играет немаловажную роль в иммунопато генезе псориаза. При атопическом дерматите в отличие от псориаза и дерматозов инфекцион ной этиологии, наблюдается экспрессия Th2 профиля цитокинов. При аллергодерматозах исследование роли Tollподобных рецепторов на примере атопического дерматита выявило дисфункции в TLR2 сигналах, мутации в TLR2 Immunopathology, Allergology, Infectology 2012 N°2 генах, что приводило у больных к ослаблению TLR2медиированной продукции провоспали тельных цитокинов и коррелировало с тяже лым течением атопического дерматита, высо кими уровнями IgE и колонизацией S.aureus, развитием пиодермий и инфекции, вызван нной вирусом простого герпеса 1 и 2 типа. В отличие от псориаза и дерматозов инфекци онной этиологии, у пациентов с атопическим дерматитом в коже наблюдаются низкие уровни экспрессии антимикробных пептидов, особенно LL37 и бетадефензина 2, что также способствует развитию ВПГинфекции и ко лонизации S.aureus. У больных атопическим дерматитом выявлено значительное ослабле ние в TLR2опосредованной продукции про воспалительных цитокинов моноцитами пе риферической крови. Поэтому очевидно, что восстановление функций TLR2 и активация TLR2 сигналов приводит к индукции синтеза антимикробных пептидов у больных аллерго дерматозами и способствует профилактике осложнений бактериальной и вирусной при роды. Таким образом, TLR2 и TLR4 играют важную роль в защите хозяина против значи тельного числа патогенов бактериальной, ви русной и грибковой природы. Обобщая данные по исследованию TLRs при дерматозах инфекционной и неинфекци онной этиологии, надо отметить, что они носят фрагментарный характер, недостаточно хоро шо систематизированы и поэтому не дают пол ного представления о состоянии иммунной си стемы при данных патологиях и нуждаются в дальнейшем и более глубоком изучении. Поэто му определение роли TLRs при дерматозах це лесообразно и возможно в перспективе позво лит не только прогнозировать течение заболе вания, но и поможет оценить и повысить эф фективность проведенной терапии. Литература 1. Ахматова Н.К., Киселевский М.В. Врожденный имму нитет противоопухолевый и противоинфекционный. М: 2008. 254. 2. Симбирцев А.С. Толлбелки: специфические рецепто ры неспецифического иммунитета. Иммунология. 2005; 6: 368376. 3. Medzhitov R. Recognition of microorganisms and activation of the immune response. Nature, 2007; 449(18), 819826. 4. Ковальчук Л.В., Гвоздева Ю.В. и соавт. Регуляторное действие комплекса природных цитокинов и противомик робных пептидов на мышиные макрофаги, инфицирован ные Micobacterium tuberculosis с множественной лекар ственной устойчивостью. Журн.микробиол., иммунол. и иммунобиол. 2010; 3: 5255. 5. Симбирцев А.С. Толлбелки: специфические рецепто ры неспецифического иммунитета. Иммунология, 2005; 6, с.368376. 6. Lloyd S. Miller, MD. Tolllike receptors in skin. Dermatol, 2008; 24: 71–87. 7. Medzhitov R. Recognition of microorganisms and activation of the immune response. Nature, 2007; 449(18), 819826. 8. Yuping Lai, Richard L Gallo Tolllike receptors in skin infectious and inflammatory diseases. Infect Disord Drug Targets. 2008; 8(3): 144–155. 9. Jamie E. McInturff, Robert L. Modlin, Jenny Kim. The role of Tolllike Receptors in the Pathogenesis and Treatment of Dermatological Disease. J Invest Dermatol, 2005; .125: 18. 10. Julie Charles, Laurence Chaperot et al Plasmacytoid dendritic cells and dermatological disorders: focus on their role in autoimmunity and cancer. Eur J Dermatol, 2010; 20(1): 16–23. 11. Semin Immunopathol. 2007 Apr;29(1):1526. Tolllike receptors in the skin. Miller LS, Modlin RL 12. Terhorst D, Kalali BN, Ollert M, Ring J, Mempel M. The role of tolllike receptors in host defenses and their relevance to dermatologic diseases. Am J Clin Dermatol. 2010;11(1):110. Harder J, Bartels J, Christophers E, Schroder JM. et al. A peptide antibiotic from human skin. Nature, 1997; .387, р.861. 13. Kollisch G, Naderi B, Voelcker V et al. Various members of the Tolllike receptor family contribute to the innate immune response of human epidermal keratinocytes. Immunology, 2005; .114(4): 531–541. 14. Lorenz E, Mira JP, Cornish KL et al. A novel polymorphism in the tolllike receptor 2 gene and its potential association with staphylococcal infection. Infect Immun, 2000; 68(11): 6398– 6401. 15. Schroder NW, Morath S, Alexander C et al. Lipoteichoic acid (LTA) of Streptococcus pneumoniae and Staphylococcus aureus activates immune cells via Tolllike receptor (TLR)2, lipopolysaccharidebinding protein (LBP), and CD14, whereas TLR4 and MD2 are not involved. J Biol Chem, 2003; 278(18): 15587–15594. 16. Hashimoto M, Tawaratsumida K, Kariya H et al. Not lipoteichoic acid but lipoproteins appear to be the dominant immunobiologically active compounds in Staphylococcus aureus. J Immunol, 2006; .177(5): 3162–3169. 17. Takeuchi O, Hoshino K, Kawai T et al. Differential roles of TLR2 and TLR4 in recognition of gramnegative and gram positive bacterial cell wall components. Immunity, 1999; 11(4): 443–451. 18. Hoebe K, Georgel P, Rutschmann S, et al. CD36 is a sensor of diacylglycerides. Nature, 2005; 433(7025): 523–527. 19. Menzies BE, Kenoyer A. Signal transduction and nuclear responses in Staphylococcus aureusinduced expression of human betadefensin 3 in skin keratinocytes. Infect Immun, 2006; 74(12): 6847–6854. 20. Matsubara M, Harada D, Manabe H. et al. Staphylococcus aureus peptidoglycan stimulates granulocyte macrophage colonystimulating factor production from human epidermal keratinocytes via mitogenactivated protein kinases. Clin Exp Immunol, 2004; 566: 195–200. Иммунопатология, Аллергология, Инфектология 2012 N°2 13 Е.В. Сорокина 21. Jьrgen Schauber, MDa and Richard L. Gallo, MD. Antimicrobial peptides and the skin immune defense system. J Allergy Clin Immunol, 2008; 122(2): 261–266. 22. Blankenvoorde MF, van’t Hof W, WalgreenWeterings E, et al. Cystatin and cystatinderived peptides have antibacterial activity against the pathogen Porphyromonas gingivalis. Biol Chem, 1998; 379: 1371–5. 23. Glaser R, Harder J, Lange H. Antimicrobial psoriasin (S100A7) protects human skin from Escherichia coli infection. Nat Immunol, 2005; 6: 57–64. 24. Yasuhide Morioka, Kenshi Yamasaki, Donald Leung et al. Cathelicidin Antimicrobial Peptides Inhibit Hyaluronan Induced Cytokine Release and Modulate Chronic Allergic Dermatitis. J Immunol, 2008; 181(6): 3915–3922. 25. Glaser R, Harder J, Lange H. Antimicrobial psoriasin (S100A7) protects human skin from Escherichia coli infection. Nat Immunol, 2005; 6: 57–64. 26. AhmadNejad P, MrabetDahbi S, Breuer K, et al. The toll like receptor 2 R753Q polymorphism defines a subgroup of patients with atopic dermatitis having severe phenotype. J Allergy Clin Immunol, 2004; 113(3): 565–567. 27. Lorenz E, Mira JP, Cornish KL et al. A novel polymorphism in the tolllike receptor 2 gene and its potential association with staphylococcal infection. Infect Immun, 2000; 68(11): 6398–6401. 28. Weidinger S, Novak N, Klopp N. et al. Lack of association between Tolllike receptor 2 and Tolllike receptor 4 polymorphisms and atopic eczema. J Allergy Clin Immunol, 2006; 118(1): 277–279. 29. Hasannejad H, Takahashi R, Kimishima M. et al. Selective impairment of Tolllike receptor 2mediated proinflammatory cytokine production by monocytes from patients with atopic dermatitis. J Allergy Clin Immunol, 2007; 120(1): 69–75. 30. А.А.Ярилин Основы иммунологии, М, 1999, с9798. 31. Beelen AJ, Teunissen MB, Kapsenberg ML. et al. Interleukin 17 in inflammatory skin disorders. Curr Opin Allergy Clin Immunol, 2007; 7(5): 374–381. 32. Kupper TS, Fuhlbrigge RC. Immune surveillance in the skin: mechanisms and clinical consequences. Nat Rev Immunol, 2004; 4(3): 211–222. 33. Nomura I, Goleva E, Howell MD, Hamid QA, Ong PY, Hall CF, Darst MA, Gao B, Boguniewicz M, Travers JB, Leung DY. Cytokine milieu of atopic dermatitis, as compared to psoriasis, skin prevents induction of innate immune response genes. J Immunol. 2003;171:3262–9. 34. Ong PY, Ohtake T, Brandt C. et al. Endogenous antimicrobial peptides and skin infections in atopic dermatitis. N Engl J Med. 2002; 347: 1151–60. 35. Birchler T, Seibl R, Buchner K. Eur. J. Immunol, 2001; 31: 3131–3137. 36. Carroll JM, Crompton T, Seery JP. et al. Transgenic mice expressing IFNgamma in the epidermis have eczema, hair hypopigmentation, and hair loss. J Invest Dermatol, 1997; 108: 412–22. 37. Howell MD, Novak N, Bieber T.et al. Interleukin10 downregulates antimicrobial peptide expression in atopic dermatitis. J Invest Dermatol, 2005; 125: 738–45. 38. Beelen AJ, Teunissen MB, Kapsenberg ML. et al. Interleukin 17 in inflammatory skin disorders. Curr Opin Allergy Clin Immunol, 2007; 7(5): 374–381. 39. Kupper TS, Fuhlbrigge RC. Immune surveillance in the skin: mechanisms and clinical consequences. Nat Rev Immunol, 2004; 4(3): 211–222. (TLRs) in normal human keratinocytes: TLR2 upregulation in psoriatic skin. Eur J Dermatol, 2007; 17(6), р.497–506. 42. Curry JL, Qin JZ, Bonish B, et al. Innate immunerelated receptors in normal and psoriatic skin. Arch Pathol Lab Med, 2003; 127: 178–186. 43. Miller LS, Sorensen OE, Liu PT et al. TGFalpha regulates TLR expression and function on epidermal keratinocytes. J Immunol, 2005; 174(10): 6137–6143. 44. Seung NR, Park EJ, Kim CW et al. Comparison of expression of heatshock protein 60, Tolllike receptors 2 and 4, and Tcell receptor gammadelta in plaque and guttate psoriasis. J Cutan Pathol, 2007; 34(12): 903–911. 45. Hollox EJ, Huffmeier U, Zeeuwen PL, et al. Psoriasis is associated with increased betadefensin genomic copy number. Nat Genet, 2008; 40: 23–5. 46. Lande R, Gregorio J, Facchinetti V et al. Plasmacytoid dendritic cells sense selfDNA coupled with antimicrobial peptide. Nature, 2007; 449: 564–9. 47. Dorschner RA, LopezGarcia B, Massie J, Kim C, Gallo RL. Innate immune defense of the nail unit by antimicrobial peptides. J Am Acad Dermatol, 2004; 50: 343–8. 48. Iimura M, Gallo RL, Hase K, Miyamoto Y, Eckmann L, Kagnoff MF. Cathelicidin mediates innate intestinal defense against colonization with epithelial adherent bacterial pathogens. J Immunol, 2005; 174: 4901–7. 49. LopezGarcia B, Lee PH, Yamasaki K, Gallo RL. Antifungal activity of cathelicidins and their potential role in Candida albicans skin infection. J Invest Dermatol, 2005; 125: 108–15. 50. Baroni A, Orlando M, Donnarumma G. et al. Arch. Dermatol. Res, 2006; 297: 280–288. 51. Kim J, Ochoa MT, Krutzik SR et al. Activation of tolllike receptor 2 in acne triggers inflammatory cytokine responses. J Immunol, 2002; 169(3): 1535–1541. 52. Netea MG, Gow NA, Munro CA et al. Immune sensing of Candida albicans requires cooperative recognition of mannans and glucans by lectin and Tolllike receptors. J Clin Invest, 2006; 116(6): 1642–1650. 53. Schьrmann М, R Kwiatkowski,et all. Clin Exp Immunol, 2008; 152(3): 423–431. Jouault T, IbataOmbetta S, Takeuchi O et al. Candida albicans phospholipomannan is sensed through tolllike receptors. J Infect Dis, 2003; 188(1): 165–172. 54. Манзенюк И.Н., Манзенюк О.Ю, Клещевые боррели озы (болезнь Лайма), 2005, с.2125. 55. Akin E., McHugh G.L., Flavell R.A. et al. Infect. Immunol, 1999; 67: 173181. 56. Andrea L. F. Bernardino,1 Tereance A. Myers et al. Infect. Immun, 2008; 76(10): 4385–4395. 57. Salazar JC, Pope CD, Sellati TJ, et al: Coevolution of markers of innate and adaptive immunity in skin and peripheral blood of patients with erythema migrans. J Immunol, 2003; 171: 2660–2670. 58. Wallich R, Moter SE, Simon MM et al. The Borrelia burgdorferi flagellumassociated 41kilodalton antigen (flagellin): molecular cloning, expression, and amplification of the gene. Infect Immun, 1990; 58: 1711–9. 59. Bulut Y, Faure E, Thomas L, et al. Cooperation of Tolllike receptor 2 and 6 for cellular activation by soluble tuberculosis factor and Borrelia burgdorferi outer surface protein A lipoprotein: Role of Tollinteracting protein and IL1 receptor signaling molecules in Tolllike receptor 2 signaling. J Immunol, 2001; 167: 987–994. 40. Henseler T, Christophers E. Disease concomitance in psoriasis. J Am Acad Dermatol, 1995; 32: 982–986. 60. Mangan, P. R., L. E. Harrington, D. B. O’Quinn et al. Transforming growth factor? induces development of the TH17 lineage. Nature, 2006; 441: 231234. 41. Begon E, Michel L, Flageul B, et al. Expression, subcellular localization and cytokinic modulation of Tolllike receptors 61. Veldhoen, M., R. J. Hocking, C. J. Atkins et al. GF? in the context of an inflammatory cytokine milieu supports de novo 14 Immunopathology, Allergology, Infectology 2012 N°2 Иммунодерматология, инфектология: Toll'подобные рецепторы и первичное распознавание патогена при дерматозах... differentiation of IL17producing T cells. Immunity, 2006; 24: 179189. mechanism of nerve damage in leprosy. Infect Immun, 2003; 71: 1427–33. 62. Лобзин Ю.В., Усков А.Н., Козлов С.С. Лаймборрели оз (иксодовые клещевые боррелиозы), 2000, 152с. 67. Aravalli RN, Hu S, Rowen TN, Palmquist JM. et al. TLR2 mediated proinflammatory cytokine and chemokine production by microglial cells in response to herpes simplex virus. J Immunol, 2005; 175(7): 4189–93. 63. Alexopoulou L, Thomas V, Schnare M, et al. Hyporesponsiveness to vaccination ith Borrelia burgdorferi OspA in humans and in TLR1 and TLR2deficient mice Nat Med, 2002; 8: 878–84. 64. Brightbill H.D., Libraty D.H., Krutzik S.R. et al. Science, 1999; 285: 7326. 65. Krutzik SR, Ochoa MT, Sieling PA, et al: Activation and regulation of Tolllike receptors 2 and 1 in human leprosy. Nat Med, 2003; .9: 525–32. 66. Oliveira RB, Ochoa MT, Sieling PA et al. Expression of Tolllike receptor 2 on human Schwann ce lls: A 68. KurtJones EA, Chan M, Zhou S et al. Herpes simplex virus 1 interaction with Tolllike receptor 2 contributes to lethal encephalitis. Proc Natl Acad Sci U S A, 2004; 101(5): 1315– 20. 69. Lund JM, Linehan MM, Iijima N. Plasmacytoid dendritic cells provide innate immune protection against mucosal viral infection in situ. J Immunol, 2006; 177(11): 7510–4. 70. Sato A, Linehan MM, Iwasaki A. Dual recognition of herpes simplex viruses by TLR2 and TLR9 in dendritic cells. Proc Natl Acad Sci U S A, 2006; 103(46): 17343–8. Сведения об авторах: Сорокина Екатерина Вячеславовна, кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник лаборатории механизмов регуляции иммунитета ФГБУ «НИИ Вакцин и сывороток им Мечникова И.И.»РАМН.(Адрес:Москва,Малый Казенный пер,5А, тел.917'57'74) Место работы: Институт аллергологии и клинической иммунологии, врач дерматолог,' (Адрес.Москва,ул.Малая Бронная 20 стр1,тел. 695'56'95) ФГБУ НИИ Вакцин и сывороток И.И.Мечникова Ахматова НэллиКимовна, доктор медицинских наук, заведующая лабораторией механизмов регуляции иммунитета ФГБУ «НИИ Вакцин и сывороток им Мечникова И.И.»РАМН.(Адрес' :Москва,Малый Казенный пер,5А, тел.917'57'74) Поступила 22.05.2012 Иммунопатология, Аллергология, Инфектология 2012 N°2 15
